Світ електроніки – Новини світу електронних компонентів, технологій та рішень

Texas Instruments представляє технологію керування електродвигуном InstaSPIN-FOC з програмним алгоритмом енкодера FAST

28.02.2013

   Компанія Texas Instruments представила революційну технологію керування трифазним електродвигуном будь-якого типу – InstaSPIN-FOC (Field-Oriented-Control, керування орієнтацією поля або векторне керування). Тепер розробники можуть зосередитися на диференціації своїх систем, а не витрачати тижні і місяці на налаштування системи керування електродвигуном. Завдяки новій технології на задачу визначення параметрів електродвигуна, його налаштування, запуску і повного керування (зміна швидкості і навантаження) буде витрачено менше 5 хвилин. Технологія передбачає реалізацію всіх функцій керування будь-яким типом трифазного електродвигуна, синхронним або асинхронним. Крім того, виключається необхідність використання механічного давача ротора, що дозволяє зменшити виробничі витрати і підвищити надійність роботи електродвигуна. Механічний давач ротора замінюється програмним алгоритмом енкодера FAST (Flux, Angle, Speed, Torque – потік, кут, швидкість, момент), який тепер вбудований в ПЗУ 32-розрядних мікроконтролерів сімейства С2000 Piccolo.

   Підвищена надійність і ефективність роботи електродвигуна

   У багатьох галузях промисловості метод векторного керування електродвигунами поки ще не набув широкого визнання через відсутність достатніх знань про нього, навіть незважаючи на багато переваг методу. Технологія InstaSPIN-FOC дозволить спростити розробку, знизити складність систем, – навіть для розробників, що володіють обмеженими знаннями в цій області, – і підвищити якість рішень, ККД двигуна, продуктивність і надійність у всьому діапазоні швидкостей і механічних навантажень. У традиційному векторному керуванні використання механічного давача ротора викликає збільшення вартості системи (давач, джерело живлення, спеціальні кабелі і роз’єми, його встановлення та обслуговування), крім того він знижує надійність системи (зниження продуктивності в жорстких умовах роботи, електричний шум і наведення, температура і вологість). Крім того, використання давача в багатьох застосуваннях (компресори закритого типу, великі тягові машини) украй важко і непрактично.

   Ключові особливості та переваги технології InstaSPIN-FOC:

   - Значно скорочує час розробки систем завдяки майже повній автоматичної ідентифікації параметрів електродвигуна і налаштування керування. Вбудований програмний алгоритм FAST дозволяє робити точні обчислення для оцінки потоку, кута, швидкості і моменту в усіх умовах використання. Продуктивність і точність програмного алгоритму можна порівняти з характеристиками фізичного енкодера і в більшості випадків усувають необхідність його використання.

   - Одне рішення для всіх типів синхронних (BLDC, SPM та IPM) і асинхронних (ACI) трифазних електродвигунів.

   - У процесі ідентифікації, налаштування і введення в експлуатацію електродвигуна поза системою визначаються необхідні електричні параметри, налаштовується алгоритм FAST і ініціалізувалися поточні контролери для стабільної роботи. Додатковий штатний режим переоцінки опору дозволяє відслідковувати зміни з метою підтримки стійкої роботи блоків контролю і керування в жорстких умовах використання.

   - Вбудовані режими запуску і блокування блоку контролю кута менш ніж на один електричний цикл виключають технічні проблеми при запуску електродвигуна, властиві іншим бессенсорним методам керування.

   - Високі робочі характеристики на низьких швидкостях в умовах повного крутного моменту, реверсу через нульову швидкість, гальмування і плавного виведення двигуна з режиму зриву.

   - Висока гнучкість досягається за рахунок застосування одного виклику функції, як при реалізації FOC контролера крутного моменту (керування двома електродвигунами за допомогою одного мікроконтролера), так і у випадку повністю налаштовуємої системи керування з FAST-алгоритмом в якості датчика електродвигуна.

   - Дозволяє одержати більш ефективне керувіання електродвигуном з вбудованим векторним керуванням, що дозволяє розробляти додатки з ручним або автоматичним послабленням поля (більш високі швидкості обертання) або ручним збільшенням поля (більш високий крутний момент).

   - Досягається значна економія електроенергії і підвищується ККД асинхронних електродвигунів з використанням режиму PowerWarp, що виключає втрати енергії при мінімальних навантаженнях.

   - Розробка програмного коду значно спрощується за рахунок оновленої бібліотеки функцій керування електродвигуном і програмного комплекту MotorWare, який пропонує Сі об’єктно-орієнтовані і API методи складання програми.

   Технологія InstaSPIN-FOC доступна на даний момент на 32-розрядних мікроконтролерах серії Piccolo F2806xF. В подальшому планується реалізація технології на деяких інших мікроконтролерах Piccolo. Для розробки систем керування електродвигунами компанія пропонує декілька налагоджувальних наборів (DRV8312-69M-KIT, DRV8301-69M-KIT, TMDSHVMTRINSPIN). Для розробників, які раніше придбали налагоджувальні набори для додатків керування електродвигунами, доступний для замовлення процесорний модуль TMDSCNCD28069MISO, що підтримує технологію InstaSPIN-FOC. Вся необхідна документація по налагоджувальний наборам доступна в середовищі MotorWare.